Tài liệu Anten nhiều tia dùng trong thông tin vệ tinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHÊ NGUYỄN THỊ THU HUYỀN ANTEN NHIỀU TIA DÙNG TRONG THÔNG TIN VỆ TINH ■ Chuyên ngành: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Mã số: 2.07.00 LUẬN VĂN THẠC s ĩ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KH: GS.TS. PHAN ANH Há N ội - 2002 M ỤC ■ LỤC • Trang Lời nói đẩu CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ THÔNG TIN VỆ T I N H ................................... 1 1.1 Giới thiệu chung ........................................................................................ 1 1.2 Đặc điểm của thông tin vệ tinh ......................................................... 2 1.3 ứng dụng của thông tin vệ t i n h ................................................... 5 1.3.1 Úiig dụng của thống tin vệ tinh .................................................. 5 1.3.2 Xu hướng phát triển kỹ thuật của thông tin vệ tinh ......................... 6 CHƯƠNG 2: HỆ THÔNG VỆ TINH VÀ CÁC PHÂN H Ệ ............................. ■ ■ • 9 2.1 Giói t h i ệ u ....................................................................................................... 9 Cấu hình của hệ thống thông tin vệ t i n h .......................................... 10 2.2.1 Phần Không gian................................................................................. 1ỉ 2.2.2 Phần Mặt đất ........................................................................................ 13 C á c th à n h ph ần c h ín h c ủ a v ệ tinh t h ô n g tin ............................. 15 2.3.1 Tải thông tin (Payload)....................................................................... 15 Bộ khuyếch dại tạp âm thấp................................................................ 15 Bộ đổi tầ n ............................................................................................. 18 Bộ KD tiền công suất và bộ phản chiaHYBRID................................. 19 Cóc bộ phát đ á p .................................................................................. 19 Bộ ghép công suất................................................................................ 20 Hệ thống anten vệ tinh........................................................................ 20 2.3.2 Phần con tầu (Platform)..................................................................... 21 Hệ do xa!bám vệ linh/điểu khiển x a ................................................... 21 Hệ cung cấp năng lượng ..................................................................... 21 Hệ (tiều khiển và xác định trạng thái cùavệ tinh............................... 22 Hệ đ ẩ y .................................................................................................. 23 Hệ điêu khiển nhiệt.............................................................................. 24 2.4 Các kỹ thuật đa truy n h ậ p ...................................................................... 25 2.4.1 Khái niệm........................................................................................... 25 2.4.2 Các vấn đề lưu lượna......................................................................... 26 2.4.3 Kỹ thuật da truy nhập phân chia theotần số (FDMA)..................... 27 2 .2 2.3 2.4.4 Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian ('[’DMA).............. 30 2.4.5 Kỹ thuật đa iruy nhập phân chia iheo mã(CDMA)......................... 37 C H Ư Ơ N G 3 : H Ệ T H Ố N G A N T E N V Ệ T I N H ................................................................. 3.1 43 L ý t h u y ế t c h u n g v ề a n t e n ......................................................................................... 43 3.1.1 Hệ số định hướng................................................................................ 44 3.1.2 Độ tăng ích và đồ thị phương hướng.................................................. 44 3.1.3 Độ rộng búp sóng............................................................................... 46 3.1.4 Búp sóng phụ....................................................................................... 48 3 . 2 C á c l o ạ i a n t e n v ệ t i n h ................................................................................................. 50 3.2.1 Anten lưỡng cực.................................................................................. 50 3.2.2 Anten loa............................................................................................. 50 Anten loa hình nón.............................................................................. 52 Aìĩten loa vách nhăn............................................................................ 53 Anten loa lưỡng mode.......................................................................... 54 Anten loa nhiều mức lo e ....................................................................... 55 3.2.3 Anten mặt phản x ạ .............................................................................. 55 Anten mặt phản xạ paraboì tiếp diện ở tâ m ........................................ 57 Anten mặí phản xạ tiếp điện lệch tâm ................................................. 57 Anten Casse grain................................................................................. 58 Anten Cassegrain tiếp điện lệch tàm .................................................. 59 Anten nhiều mặt phàn xạ phụ chọn lọc tần sô (FSS)......................... 60 Anten mặt phàn xạ có thể mở ra dược................................................. 61 3.2.4 Anten dàn ............................................................................................ 63 Anten dàn xoắn.................................................................................... 64 Anteil dàn tích cực............................................................................... 65 3.2.5 Anten TT&C........................................................................................ 66 3.2.6 Anteil vệ tinh di động hiện tại và trong tương lai.............................. 69 C H Ư Ơ N G 4 : L Ý T H U Y Ế T A N T E N N H I Ề U T I A ......................................................... 4.1 Đ ặ c đ i ể m v à p h â n l o ạ i a n t e n n h i ề u t i a ........................................................ 72 72 4.1.1 Đặc điểm của anten nhiẻu ria.............................................................. 72 4.1.2 Phân loại antcn nhiều tia...................................................................... 73 Anten nhiều tia riêng r è ....................................................................... 73 Các búp sóng liền k ê ............................................................................ 74 Các búp sóng mắt c á o .......................................................................... 75 Phcĩn loại anten nhiều tia theo khu vực phủ sóng.............................. 78 4.1.3 Tạo vùng phủ sóng bằng anten nhiều tia........................................ ^ 4.2 Cấu hình anten nhiều tia .................................................................. 4.2.1 Anten Gregorian ....................................................................... 4.2.2 Dãy tiếp điên và bô diều khiển tạo dangbúp sóng (BFN)...... 4.3 .... .... Bộ phát đáp đối với anten nhiều t i a ............................................ C H Ư Ơ N G 5: T H IẾ T K Ế V Ù N G P H Ủ S Ó N G C H O V Ệ TIN H V I N A S A T o() 0 o3 ^ 88 5.1 C á c c h ỉ t i ê u ........................................................................................................................ 89 5.2 C á c b ư ớ c tiến h ành ................................................................................................... 90 5.2.1 Xác định vùng phủ sóng.................................................................... 90 5.2.2 Khai báo các thông sô'....................................................................... ()2 5.2.3 Kết quả vùng phủ sóng đạt được....................................................... Ọ ộ Kết luận 97 5.3 .............................................................................................................................. P H Ụ L Ụ C : N H Ử N G C H Ữ V I Ế T T Ắ T .................................................................................. 99 TÀI LI ỆU T H A M K H Ả O ................................................................................................................ 100 y ^ity e n Thị T hu ỉlu y é n LỜI NÓI ĐẦU Xã hội cànu phát trien thì nhu cáu trao dổi thông tin, liên lạc càn« ?-in,r Đẽ có thể thúc đáv kinh tế và xã hội phát triển một cách đổnii đểu. mỏi rpòt quốc iiia phải xây đựns được cơ sớ hạ tầng vững mạnh dáp ứng được nhu cầu cần thiết. Mạng thòns tin là một trong những cơ sở hạ táns cẩn thiết phải (iươc nủns cấp, đầu tư và hiện đại hoá phù họp với xu thế phát triển của thế y\á[ Trong mạnu viễn thông, các hệ thống truyền dẫn giúp cho việc triển kh' j vì mờ rộns các dịch vụ viễn thôns trẽn các phạm vi rộns lớn. Ngoài các phươn» tiện truyền dẫn phổ biến nhự cáp đổng, sợi quang, các tuyến vi ba, thồ nơ tin vê tinh là một phương tiện truyền dẫn quan trọng cho phép hỗ trợ cho các rrina > ^ thônu tin mặt đất hiện có và cho phép triển khai các dịch vụ thông tin khẩn cấp một cách nhanh chóng. Vệ tinh ở nhữns thời kỳ đầu của sự phát triển có dung lượn 2 thấp và <àấ thành rất cao; N sày nav giá thuê kênh vệ tinh thấp hơn nhiều so với thờ kỳ đầu là do sử dụns các phuxm2 tiện phóng tin cậy hơn và có thể phóng đ ợ các ưc vệ tinh lớn lên qũi đạo đồng thời vệ tinh cũng có dung lượng lớn hơn nheu Hơn nữa, nhờ sự tiến bộ của kỹ thuật vi ba đã cho phép tạo ra các anten vê linh nhiều tia mà vùng phủ sóng của nó có hình' dạng đặc biệt hơn, khả năn«- tá sử dụne tần số tronII các tia và kết hợp được các bộ khuếch dại côns suất cao Tiến trình áp đụn 2 côns nshệ thô nu tin vệ tinh vào mạng viễn thí)nơ nước ta được mờ đầu từ năm 1980 đến nay đã là một yếu tố góp phán đern hi sự phồn vinh của ngành Bưu điện Việt nam nói rièng và nền kinh tế quốc (Sn nói cliuniì trong 20 năm qua. Hệ quá tất yếu của quá trình phát triển này làdư án phóng vệ tinh viễn thòns riêng của Việt nam đang được triển khai một ccch khán trươna và dự kiến sẽ trờ thành hiện thực trong siai đoạn 2002-2004 tớ Bèn cạnh những nỏ lực tìm kiếm các mai pháp cho mội cấu hình, dm - Xem thêm -